论文部分内容阅读
人参(Panax ginseng C.A.Mey.)属于传统名贵中药,具有较高的药用价值,近年来国内外市场对人参的需求居高不下。我国一直是世界人参市场的供应大国,占据全世界人参产量的三分之二。由于环境要求和人参的忌重茬特性使得人参栽培一直受土地资源的限制。土壤是所有陆地生物的基底,土壤中的生物活动不仅影响这土壤本身,也影响着土壤表面的生物群落。土壤微生物是土壤生态系统中最活跃的成分,可通过微生物活动改善土壤理化性质、调节土壤营养,直接参与物质的循环代谢,间接影响植物生长发育。开发、优化农田栽培人参土壤改良技术,对人参产业的发展有重大意义。本研究选取2个样区,分开花期和收获期采集林下护育人参、采伐迹地栽培人参和农田栽培人参3种模式下人参根际土壤为研究对象,对土壤特性和微生物多样性及群落分布进行比较分析,并对农田栽培人参质量进行比较,旨在为农田栽参土壤微生物群落定向改良提供理论支撑,进而为指导生产提供参考依据。对不同栽培人参根际土壤进行高通量测序,结果表明:测序得到细菌OTU共11 215个,分别属于48个门、120个纲、337个目、605个科和1,374个属;真菌OTU共7 545个,分属于17个门、51个纲、131个目、349个科和861个属。土壤中变形菌和放线菌为优势细菌群落,子囊菌和被孢菌为优势真菌群落,人参根际土壤中优势菌群不变,但是群落相对丰度会随着生长,如收获期农田栽培人参根际土壤中镰孢属(Fusarium)和毕赤酵母属(Pichia)显著高于开花期。ICP元素分析仪测定土壤中微量元素含量,电极法测定土壤p H值,并将其与微生物多样性进行相关性分析。结果表明:各样区栽培模式之间的p H值和微量元素含量存在差异,差异主要受时间和地区影响,土壤处理方式对元素含量影响较小,收获期和开花期土壤中元素含量不同。采伐迹地栽培人参根际土壤中Ca元素含量表现为2年苗>3+3年生>3+2年生>CK(未栽培人参的采伐迹地土壤),并且CK中Ca元素含量远低于种植人参区域,了解到人参种植期间会使用生石灰消毒,继而引起Ca含量的升高;p H值、Mn、Zn和Mg元素含量对微生物群落分布影响较大,p H值和多种微生物群落有极显著相关性,是影响群落结构和多样性的主要因子。致病微生物镰孢属与p H值呈显著负相关关系,而与Ca元素含量无相关性关系。苯酚硫酸法测定总多糖含量、HPLC法测定9种单体皂苷Rg1、Re、Rf、Ro、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rd及皂苷含量之和、GC-MS测定挥发类物质成分,结果表明:地下部多糖含量高于地上部,威百亩处理4年参和棉隆处理2年苗中地下部人参总多糖含量较高,均超过19mg/g,显著多于其他处理;而使用欧卡熏蒸的2年苗中地下部总多糖含量最少,仅有14.848mg/g,显著低于其他处理。从地上部多糖含量看无明显差异,人参地下部分总多糖含量是否受熏蒸剂影响需要进一步试验探究。不同处理间农田栽培人参地上部分总多糖含量类似,虽有差异,但不大;不同地区间Rg1、Rb1、Re三种皂苷含量差异显著,抚松地区样品中Rb1含量更高,抚松地区人参质量优于集安地区;不同地区和处理的农田栽培人参干品中挥发类物质组分差异较小,其中人参醇仅在抚松地区检测到,集安地区未检出,而人参中主要挥发类物质成分亚油酸和亚麻酸含量较低。在不同处理人参干品中均检测出相当含量的具有抗癌症作用的镰叶芹醇,其中,2年生人参中相对含量最高,平均占挥发类物质总含量的23.16%,在多年生移栽人参中,抚松地区平均为16.19%,而集安地区平均为15.62%,但是集安地区5年直生根中含量较低,仅占挥发类物质总含量的9.55%。不同地区和处理对挥发类物质成分无明显影响。本文对林下护育人参、采伐迹地栽培和农田栽参3种栽培人参模式根际土壤微生物多样性和群落结构分布进行比较研究,旨在分析农田栽培模式与林下护育模式和传统采伐迹地栽培模式间微生物水平的差异,找到各自优势菌群落,为农田栽参定向改良提供理论参考。优化农田栽培人参土壤改良方案,确定最适宜人参生长的微生物群落结构提供参考依据。